химический каталог




Основы общей химии. Том 2

Автор Б.В.Некрасов

чной воде при ее электролизе.

16) Сам процесс электролиза весьма энергоемок: получение 1 кг DtO требует затраты свыше 60 тыс. квт'ч электроэнергии, т. е. в три раза больше, чем выплавка тонны, алюмнния. В свнзн с этим большой интерес представляет метод произнодстаа DjO, основанный на обмене дейтерием между газообразным водородом и водой (в присутствии катализатора). После установления равновесня концентрация дейтерня а воде оказывается приблизительно утроенной по сравнению с газом. Многократно повторяя процесс на специальных установках, удается таким путем получать тяжелую воду в заводском масштабе. По-виднмому, еще экономичнее получать дейтерий ректификацией жидкого водорода в разделительных колоннах (рис. П-8).

17) Взаимодействие тяжелой воды с кислотами я основаниями сопровождается частичным замещением водорода на дейтернй, причем равновесие устанавливается более нлн менее быстро. То же самое имеет место для аммонийных солей я аммиака (в том числе комплексно связанного). при контакте с тяжелой водой органических соединений замещаются дейтериямн (до равновесия), как правило, только те водороды, которые непосредственно связаны с входящими в структуру молекулы атомами

кнслорода нлн азота. Напротив, связанные с углеродами атомы и в обменную реакцию с DjO обычно не вступают. Например, в НСООН замещается на дейтерий только водород карбоксильной группы [что доказывает отсутствие у муравьиной кислоты таутомерия по схеме НСООН С (ОН).]. Водороды толуола (СвН5СНз) не обмениваются на дейтерий даже при длительном его нагревании с DjO до 170 "С в присутствии кислот илн щелочей. Однако в жидком NDa обмен происходит, причем водороды метильной группы обмениваются гораздо быстрее, чем водороды кольца. Напротив, в DF (т. кип. 18.6 °С) водороды кольца на дейтернй обмениваются быстро, а водороды метильной группы не обмениваются. У предельных углеводородов в D2S04 (т. пл. 14.35 °С) гораздо легче других обменивается Н, стоящий при третичном атоме углерода. Водороды связей Si—Н на дейтернй ие обмениваются даже при наличия в DjO кислот илн 'щелочей и при повышенных температурах. Подобным же образом, не обмениваются на дейтернй в DjO (прн рН *= 12) и водороды NaBH4. при дейтерообмене В]0Нц с DjO нли DC! в дноксане сначала замещаются иа D мостнковые и до B10H10D4, а затем и внешние водороды. По изотопному обмену водорода имеются обзорные статьи *.

18) Большое значение приобрела тяжелая вода для разрешения различных биологических проблем. Так, путем временного помещения золотых рыбок в сосуд

с разбавленной D20 было установлено, что полный обмен водой между организмом

рыбкн и окружающей средой осуществляется уже за 4 часа. Систематически определяя

содержание дейтерня в моче человека, выпившего перед этим значительное количество

разбавленной DjO, удалось выяснить, что среднее время пребывания молекулы воды

в человеческом организме составляет 14 дней. Результат этот указывает на то, что

выпитая вода полностью перемешивается со всей остальной водой организма (содержание которой составляет около 70% его общей массы). Опытами на мышах было

доказано, что потребляемый пищевой жнр (содержавший в своем составе дейтернй)

немедленно не расходуется, а откладывается организмом а запас, тогда как одновре•Вершавский Я. М.. Вайсберг С. Э.. Успехи химии. 195^ М 12, 1434, Шатенштейн А. И., Успехи ХИМИИ, 1*9, № 1, 3,

менно расходуется жир из уже имеющегося запаса. Подобным же образом при помощи тяжелого изотопа азота (15N) была выявлена способность животного организма использовать для синтеза белковых молекул азот аммиачных соединений.

19) Наряду с тяжелым водородом для выяснения различных химических проблем могут быть использованы и изотопы других элементов. Например, при помощи Н^С! было установлено, что обмен хлорами между хлористым водородом и хлоридами других элементов быстро идет с AsC]3 и РСЬ, медленнее с РОС13. очень медленно с SiCU или S2CI2 и совсем ие ндет с ССЦ. С помощью 15NH3 показано, что молекулы аммиака в нонах [Cu(NH3)4]- илн [Ni(NHs)e]" обмениваются быстро, а в нонах [Сг(гЧНз)в1" или [Со(МНз)б]""—медленно. По использованию изотопов в химнн имеются специализированная монография* и обзорная статья**,

20) Ряд важных и интересных исследований проведен "при помощи тяжелого изотопа кислорода (1вО) и производящейся от него воды — Н2Г80 (т. кип. 100,13 °С).г*

to

Например, реакция получения

сложных эфиров (X § 2) может, вообще говоря, протекать

с образованием воды по двум

схемам: а) из водорода кислоты и гидрокснла спирта,

б) из гидрокснла кислоты и водорода спирта. Если правильна первая схема, то при омылении сложного эфира кислород воды должен войти в состав образующегося спирта, а

если правильна вторая, — в состав кислоты. Путем проведения реакции омыления с водой,

обогащенной молекулами

Н2,80, было установлено, что имеет место последнее, т. е. что правильна вторая схема. при аналогичном изучении гидролиза триметилортофосфата обнаружено сильное влияние на характер процесса реакции среды: в щелочных растворах разрывалась преимущественно связь Р—О. в кислых или нейтральных — связь О—СН».

21) С помощью Н21вО удалось определить-периоды полуобмена молекул воды в различных гидратированных катионах (рис. XVI-15). Путем систематического исследования неорганических кислородных соединений было установлено, что скорость обмена кислорода в аннонах уменьшается при переходе от свободных кислот к кислым и затем средним солям, й также при увеличении числа атомов кислорода около центрального элемента и переходе последнего снизу вверх по подгруппе периодической системы. Изучение процесса фотосинтеза (X § 3 доп. 9) показало, что возвращаемый атмосфере кислород происходит не из двуокиси углерода, а из воды. Определяя относительное накопление 1вО карбонатами морского происхождения, можно выявить ту температуру, при которой происходило их образование в минувшие эпохи. По подобной «палеотермометрин» имеется обзорная статья *.

22) Замещение одного изотопа другим часто имеет большое значение для изучения строения молекул спектроскопическими методами (III § 6 доп. 9). Такие замещения изменяют моменты инерции молекулы, но практически ие влияют на ее пространственную структуру. Тем самым создается возможность получения большего числа

•Рогиисквй С. 3. Теоретические основы изотопных методов изучения химических реакций. М.. Изд-во АН СССР, 1956. 6П с.

••Геллер Б. А.. Миклухин Г. П., Успехи химии. 1952, .V« 7 808. Т е fl с Р. В.. Успехи химии. 1955, № 2. loi.

исходных данных для расчета структурных параметров. Например, на основе поглощения несколько различных частот микроволнового спектра (около 0.76 см) для изотопических вариантов 35С1-С^С—Н 37CI—СаС-Н «CI-CsC-D 37С|—CssC—D были найдены следующие структурные параметры монохлорацетилена (A): d(HC) = = 1,052, 23) Хороший пример ослабления четкости проявления свойства из-за наличия изотопии дает приведенное иа рис. XV1-I6 сопоставление результатов исследования паров ртути электронографическнм методом. Левая часть рисунка относится к индивидуальному изотопу 19eHg, правая — к обычной ртути

(т. е. смеси изотопов, содержащей лишь 10% 19BHg).

24) Если облучать пары обычной ртути светом кварцевой лампы (XII § 4 доп. 24), заполненной парами изотопа 198Hg, то возбуждаются главным образом атомы того же изотопа. Такие возбужденные атомы ртути реагируют с водяным паром по схеме Hg* + НгО = = HgO + На- В образовавшейся окиси ртутн содержится уже ие 10, а 15% изотопа I98Hg. Тем самым была продемонстрирована принципиальная возможность фотохимического разделения изотопов.

25) Интересно, что изотоп l98Hg становится сверхпроводником при несколько иной температуре

(4,177°К), чем обычная ртуть (4,156вК). Для изотопов Рис.jXVl-ie.^Э^ктровограммы адова с массовыми числами 116 и 124 аналогичные температуры были найдены равными соответственно 3,767

и 3,659 °К. Возможно, что это различие связано с несколько большей нулевой энергией ле

страница 223
< К СПИСКУ КНИГ > 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 166 167 168 169 170 171 172 173 174 175 176 177 178 179 180 181 182 183 184 185 186 187 188 189 190 191 192 193 194 195 196 197 198 199 200 201 202 203 204 205 206 207 208 209 210 211 212 213 214 215 216 217 218 219 220 221 222 223 224 225 226 227 228 229 230 231 232 233 234 235 236 237 238 239 240 241 242 243 244 245 246 247 248 249 250 251 252 253 254 255 256 257 258 259 260 261 262 263 264 265 266 267 268 269 270 271 272 273 274 275 276 277 278 279 280

Скачать книгу "Основы общей химии. Том 2" (12.92Mb)


[каталог]  [статьи]  [доска объявлений]  [прайс-листы]  [форум]  [обратная связь]

 

 

Реклама
пуфик п4 с ящиком на колесах
постеры и наклейки магазин
продажа малых архитектурных форм москва
Чайные сервизы На 12 персон купить

Рекомендуемые книги

Введение в химию окружающей среды.

Книга известных английских ученых раскрывает основные принципы химии окружающей среды и их действие в локальных и глобальных масштабах. Важный аспект книги заключается в раскрытии механизма действия природных геохимических процессов в разных масштабах времени и влияния на них человеческой деятельности. Показываются химический состав, происхождение и эволюция земной коры, океанов и атмосферы. Детально рассматриваются процессы выветривания и их влияние на химический состав осадочных образований, почв и поверхностных вод на континентах. Для студентов и преподавателей факультетов биологии, географии и химии университетов и преподавателей средних школ, а также для широкого круга читателей.

Химия и технология редких и рассеянных элементов.

Книга представляет собой учебное пособие по специальным курсам для студентов химико-технологических вузов. В первой части изложены основы химии и технологии лития, рубидия, цезия, бериллия, галлия, индия, таллия. Во второй части книги изложены основы химии и технологии скандия, натрия, лантана, лантаноидов, германия, титана, циркония, гафния. В третьей части книги изложены основы химии и технологии ванадия, ниобия, тантала, селена, теллура, молибдена, вольфрама, рения. Наибольшее внимание уделено свойствам соединений элементов, имеющих значение в технологии. В технологии каждого элемента описаны важнейшие области применения, характеристика рудного сырья и его обогащение, получение соединений из концентратов и отходов производства, современные методы разделения и очистки элементов. Пособие составлено по материалам, опубликованным из советской и зарубежной печати по 1972 год включительно.

 

 



Рейтинг@Mail.ru Rambler's Top100

Copyright © 2001-2012
(27.04.2017)